医疗检测设备的制作方法

本发明涉及医疗设备的结构设计领域，具体涉及一种医疗检测设备。

背景技术：

医疗设备在使用时，基于操作、诊断与治疗的需要，往往需要操作平台或控制面板能在一定范围内调整高度(如超声设备的控制面板)，即实现升降功能。在实现升降时，需要操作简便，操作力度轻，并且能够稳定停留在需要的高度，这就是对升降功能提出的基本需求。

目前市场上的台式超声设备的控制面板大多都能在一定范围内升降，实现方式主要有垂直升降和倾斜升降两种，尤其以垂直升降最为常见。而不论是垂直升降还是倾斜升降，升降系统大多采用带自锁式的气弹簧来实现的，即在控制面板的手柄附近拉动气弹簧的控制拉锁，来控制气弹簧气门的开合进而带动控制面板的升降和锁定，当拉动拉锁，气弹簧气门打开，控制面板可以轻松升降，当松开拉锁，气弹簧气门关闭并锁定不动，这时能承受较大的载荷，一般气弹簧的初始力值与支撑部件的重力接近，这样工作人员操作力不会太大。

由于上述的升降方式主要还是基于人力操作，虽然升降机构能平衡大部分的承重，但升降时还是需要人力辅助抬起和下压，尤其是当气弹簧发生泄露或平衡力设计偏差较大时。所以，为了实现升降操作更轻松简便，让医生能将更多的精力集中在诊疗和与患者的沟通上，同时也为了带来更好的操作体验和设备的高档感，目前也有少数台式超声设备的升降系统实现了电动控制升降，即只需按下升、降按钮就可以实现控制面板的升降，松开按钮，控制面板就锁定在需要的高度。电动升降的实现方式由手动升降衍化而来，也可分为垂直电动升降和倾斜电动升降两种。其中垂直电动升降一般是通过直线电动推杆加导向滑轨来实现，即通过直线电动推杆内的电机控制螺杆的伸缩来带动控制面板沿导向滑轨升降和锁定；目前出现的倾斜电动升降则是通过电机、齿轮传动机构、倾斜升降臂、气弹簧等组成的一套较为复杂的机构实现的，通过电机控制齿轮副的转动从而带动倾斜升降臂角度摆动来实现升降，气弹簧起平衡力作用，由于齿轮副不具有自锁功能，为了使该升降系统支撑的控制面板能稳定停留在需要高度，则在电机与齿轮副之间增加了一个离合器机构，升降时将离合器解锁，升降停止时将离合器锁定。

对于通过带自锁式的气弹簧实现的升降机构，虽然在一段时间内气弹簧可以平衡绝大部分承截重量，但是大多数气弹簧都存在着漏气及力值衰减的风险，使用一段时间后需要的人工辅助操作力就会加大，会造成升降困难和费力；有时甚至会出现因气弹簧力值衰减过大引起自锁力也明显减弱，导致不能自锁的情况，这样就需要更换气弹簧，大大增加了维修及售后服务成本。

对于通过直线电动推杆加导向滑轨实现的垂直电动升降，抗弯矩能力有限(即在控制面板手柄上承受的下压力有限)，升降时直线推杆的产生的噪音较大，升降速度也较慢，并且直线电动推杆加导向滑轨组成的机构需垂直贯穿台式超声设备的大部分区域，会占用主机空间，同时使维护难度加大；此外当无电源或机器处于关机状态时，该机构难以实现手动调整控制面板高度的功能。

对于通过电机、齿轮传动机构、倾斜升降臂加气弹簧等一套机构实现的倾斜电动升降，由于此套机构结构复杂，成本也相应较高，同时维护难度也较大。当无电源或机器关机状态需手动调整控制面板高度时，虽可以通过外部拨杆触发离合器松开，但该过程会使升降机构依靠其承截的重力瞬时突然下落到最低位置，由于下落速度较大，存在一定的安全风险，也使操作者的操作体验不够好。

基于此现有技术中存在的问题，有待进一步地提高。

技术实现要素：

基于此，为了解决现有技术中医疗设备工作台升降结构复杂、成本高、维护麻烦的问题，本发明提供了一种医疗检测设备。

本发明提供了一种医疗检测设备，其包括：控制面板；主机；及连接所述主机与所述控制面板的升降支撑臂装置，所述升降支撑臂装置包括：连杆部，所述连杆部的一端连接所述控制面板，所述连杆部的另一端可转动地连接在所述主机上；及包括传动轴和力矩转换件的传动机构，所述传动机构设置在所述主机上，所述传动轴的一端连接到动力源并且所述传动轴能够在动力源输出的驱动力的驱动下绕传动轴自身的纵向轴线转动，所述力矩转换件上设置力矩输出部用以连接所述连杆部，通过传动轴与力矩转换件之间的运动作用将所述转动力转化为驱动所述连杆部绕所述连杆部的另一端旋转的转动力，使所述连杆部相对于所述主机转动。

本发明还提供了一种医疗检测设备，其包括：显示器；控制面板；主机；及连接所述控制面板与所述显示器的升降支撑臂装置，所述升降支撑臂装置包括：连杆部，所述连杆部的一端连接所述显示器，所述连杆部的另一端可转动地连接在所述控制面板上；及包括传动轴和力矩转换件的传动机构，所述传动机构设置在所述控制面板上，所述传动轴的一端连接到动力源并且所述传动轴能够在动力源输出的驱动力的驱动下绕传动轴自身的纵向轴线转动，所述力矩转换件上设置力矩输出部用以连接所述连杆部，通过传动轴与力矩转换件之间的运动作用将所述转动力转化为驱动所述连杆部绕所述连杆部的另一端旋转的转动力，使所述连杆部相对于所述主机转动。

本发明的升降支撑臂装置可以通过动力源、传动机构(如蜗轮蜗杆或丝杠滑块等等传动机构)和连杆部来实现一种带自锁和自平衡的升降支撑臂结构，尤其是倾斜式升降支撑臂。该升降支撑臂结构可以通过电机或手动提供动力驱动，传动机构实现传动，连杆部实现倾斜升降。

附图说明

图1(a)为本发明的其中一个实施例中，升降支撑臂装置在超声诊断仪上的第一位置图；图1(b)为本发明的其中一个实施例中，升降支撑臂装置在超声诊断仪上的第二位置图；

图2a为本发明的其中一个实施例中，升降支撑臂装置的结构原理示意图；

图2b为本发明的其中一个实施例中，升降支撑臂装置的结构原理示意图；

图3a为本发明的其中一个实施例中，升降支撑臂装置的结构原理示意图；

图3b为本发明的其中一个实施例中，升降支撑臂装置的另一结构原理示意图；

图4为本发明的其中一个实施例中，升降支撑臂装置收缩时的立体结构示意图；

图5为图4的升降支撑臂装置的结构爆炸示意图；

图6为图4的升降支撑臂装置的剖视图；

图7为图4的升降支撑臂装置抬升后的剖视图；

图8为图4中蜗轮蜗杆传动机构示意图；

图9为图4中蜗轮与支臂上连杆连接方式的结构示意图；

图10为图4中弹簧组件的爆炸结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

基于现有技术中有关医疗检测设备的显示器和控制面板的升降复杂问题，本发明提供了一种基于连杆机构和传动机构的电动升降装置。具体结合附图进行详细说明以下各个实施例。

实施例一：图1(a)和图1(b)、图2a中给出了一种利用本发明提供的升降支撑臂装置的医疗检测设备，该医疗检测设备包括显示器1、控制面板2、升降支撑臂装置3、和主机4。显示器1和控制面板2与主机4电连接。显示器1和控制面板2之间也可以通过升降装置连接，并一同固定在主机4上。主机4包括电路板、电子元件、电缆线等等电子器件，以及用于固定所述电子器件的机箱壳及支撑架。升降支撑臂装置3连接在控制面板2和主机4之间。

当然为了便于医疗检测设备移动，在实施例一的变形实施例中，该医疗检测设备还可以包括脚轮5等部件组成，该脚轮5固定在上述主机4上。升降支撑臂装置3的顶部与控制面板2连接，升降支撑臂装置3的底部与主机4的上部连接，主机4的下部用以固定脚轮5。

在本实施例中，如图2a所示，上述升降支撑臂装置3，可以包括以下几部分：

第一，具有输出轴321的动力源32，动力源32用于输出使输出轴321绕其中心旋转的转动力。此处的动力源32可以是电机、气缸及曲柄连杆机构的组合结构等具有输出轴的电动驱动源，也可以是人力动力源的输入，如手动输入设备。

第二，连杆部31，连杆部31的一端连接控制面板2，连杆部31的另一端可转动连接在主机4上。本实施例中的连杆部可以是一个连杆，也可以是连个以上连杆构成的连杆机构，比如，图3a和图3b所示的实施例中，连杆部31可以是由多个连杆构成的平面连杆机构。

第三，包括传动轴331和力矩转换件332的传动机构33，传动机构33连接到主机4上，传动轴331的一端连接到动力源32，并且传动轴331能够在动力源32输出的驱动力的驱动下绕传动轴331自身的纵向轴线转动。传动机构33的传动轴331的端部连接输出轴321用以随输出轴321转动，传动机构33的力矩转换件332上设置力矩输出部用以连接连杆部31。传动轴331通过传动轴331与力矩转换件332之间的运动作用将所述转动力转化为驱动连杆部31的另一端旋转的转动力，使连杆部31相对于主机4在垂直方向上产生转动运动，从而使连杆部31一端连接的控制面板2在垂直面上实现升降运动(如图2中C方向所示)。

为了保证空间占用最小，升降平稳，则输出轴321与传动轴331位于同一条直线上。在本实施例的变形实施例中，输出轴321与传动轴331之间可以采用联轴器连接。

同样地，使连杆部31转动运动所在的平面垂直于输出轴321的径向截面，也可以优化机构的空间占用体积。连杆部31转动运动所在的平面，也可以是平面杆机构所在的平面。

如果采用自动升降控制面板2的方式，本实施例的动力源32可以是电机、气缸及曲柄连杆机构的组合结构等具有第一输出轴321a的电动驱动源32a。或者，如果采用手动升降控制面板2的方式，那么本实施例的动力源32可以是手动输入设备32b，例如具有第二输出轴321b的手动驱动手柄。因此，本实施例中的动力源32可以包括具有第一输出轴321a的电动驱动源32a和具有第二输出轴321b的手动驱动手柄32b，但只要是可以形成使输出轴321绕其中心旋转的转动力的设备、机构及组合机构，均可以用于本发明的动力源32的替代方案。此外，为了缩减空间占用、且同时实现自动驱动升降和手动驱动升降两种功能，则在本实施例的变形实施例中，如图2a中，传动轴331的一端连接第一输出轴321a，传动轴331的另一端设置有供第二输出轴321b可拆卸连接的卡接位，用于连接手动驱动手柄。因此，传动轴331可以是丝杠、螺杆等等。

为了能够平衡连杆部被抬升时的承载力，有利于控制面板2被匀速抬升，则在本实施例的变形实施例中还包括：弹簧组件340，弹簧组件340的一端可转动连接于主机4上，弹簧组件340的另一端可转动连接在连杆部31上。此处的弹簧组件可以包括压簧、拉簧、气弹簧、和扭簧等的其中之一。当然，本实施例中的弹簧组件340可以如图10所示，弹簧组件340包括弹簧341、弹簧导筒345、弹簧导杆342、弹簧转轴343、弹簧卡销344。图10中，弹簧导筒345为内部中空的筒状结构，弹簧导筒345的外表面套装弹簧341，弹簧导杆342插入弹簧导筒345内，弹簧导杆342外露于弹簧导筒345的端部的部分开设有通孔、以供弹簧卡销344插入后将弹簧导杆342可转动连接于连杆部31上。弹簧导筒345背离弹簧卡销344的一端开设有通孔、以供弹簧转轴343插入后将弹簧导筒345可转动连接于主机4上。这种方式结构紧凑、零件简单易加工，成本低廉。弹簧341可以为压簧、拉簧、气弹簧、和扭簧等的其中之一。

此外，为了在升降支撑臂装置收放时能够对弹簧组件340起到保护作用，缩减空间利用，避免落灰尘、影响机构性能，则在本实施例的变形实施例中，连杆部31具有用于容置弹簧组件340的收容腔。例如，如图9所示，若连杆部31包括一个连杆件，则该连杆件可以包括第一条状板353a、第二条状板353b和中间板353c，第一条状板353a和第二条状板353b平行设置，中间板353c位于第一条状板353a和第二条状板353b之间形成容置槽腔381b，在第一条状板353a和第二条状板353b的两端还分别设置有用于通过销轴可转动连接主机4和控制面板2的通孔。容置槽腔381b用于在升降支撑臂装置收放时容置弹簧组件340，形成上述收容腔。为了更好的收置弹簧组件340，则弹簧组件340上与主机4相连的一端靠近连杆部31上与主机4相连的另一端。又例如，若连杆部31包括两个以上(以上包含本数，本文同)的连杆件，则其中两个连杆件均采用图9所示的结构设置方式，在两个连杆件上形成的容置槽腔381b扣合后形成用于容置弹簧组件340的收容腔。

如图2a所示的原理图中，给出了采用蜗轮蜗杆传动机构的传动机构33，其中传动轴331为蜗杆，上述力矩转换件332为蜗轮，在蜗轮上设置上述力矩输出部并与连杆部31刚性连接或者活动地连接(例如，通过二者之间相互滑动接触实现的滑动接触连接，或者通过销轴和销孔之间的配合实现的可转动连接，等等)。具体地如图8所示，蜗轮为扇形结构，蜗轮的圆弧面设置有与蜗杆咬合的齿，蜗轮上的半径断面338为传动机构33的力矩输出部、与连杆部31刚性连接。刚性连接的方式可以是通过紧固件固定、粘接、焊接、或者互相连接的双方通过一体化设置的方式来实现刚性连接。例如，蜗轮上的半径断面338延伸形成连杆部31，或者蜗轮上的半径断面338通过紧固件连接连杆部31的一端等等。图9中给出了另一种刚性连接的方式，且空间利用最小，中间板353c背离容置槽腔381b的下底面抵靠扇形结构的蜗轮的径向断面338，或者通过紧固件固定连接扇形结构的蜗轮的径向断面338，来实现刚性连接。

更进一步地，为了缩小空间利用，连杆部31的转动中心(即连杆部与主机相连的位置)与蜗轮的转动转轴中心重合。或者，还可以更进一步地，弹簧组件340与主机4相连的一端可转动连接于蜗轮的转动转轴中心。

当然，本实施例中不限于只采用蜗轮蜗杆传动机构的传动机构33，还可以采用丝杠滑块机构，曲柄连杆机构等等，亦可以实现本发明所要抬升连杆部31的目的。例如，图2b给出了展示本发明的升降支撑臂装置3的另一个实施例。

实施例二：如图22b所示，上述实施例一提到的传动机构33采用丝杠滑块结构。例如，传动机构33包括：丝杠、滑块332b和支撑杆332a，传动轴331为丝杠，力矩转换件332为滑块332b和支撑杆332a，丝杠的端部连接输出轴32，滑块332b位于丝杠上，支撑杆332a的一端可转动连接于滑块332b，支撑杆332a的另一端为力矩输出部、可转动连接于连杆部31。滑块332b沿着丝杠移动时抬升支撑杆332a与连杆部31的连接位置，从而驱动连杆部抬升，实现控制面板2的升降运动。

更进一步地，为了缩小空间利用，连杆部31的转动中心(即连杆部与主机相连的位置)位于丝杠的上方位置。或者，还可以更进一步地，为了在升降支撑臂装置收放时能够对弹簧组件340和支撑杆332a起到保护作用，缩减空间利用，避免落灰尘、影响机构性能，连杆部31上的收容腔还可以用于容置弹簧组件340和支撑杆332a。弹簧组件340和支撑杆332a位于同一平面内设置。

本实施例中的其余结构及其连接关系，以及本实施例的变形实施例的结构及连接关系与上述实施例一相同，在此不再累述。

此外，本发明提供的升降支撑臂装置3中的传动机构33还可以采用其他驱动方式，如连杆曲柄结构等等亦可以实现本发明所要抬升连杆部31的目的。

实施例三：与实施例一的不同之处在于，连杆部31采用包括从动件和主动件的平面连杆机构，从动件和主动件的转动支点(即作为从动件和主动件的连杆可转动的转动中心)固定在主机4上，控制面板2水平连接在从动件上，主动件连接力矩输出部，通过平面连杆机构将转动运动转化为使控制面板在垂直面上始终水平设置的升降运动。本实施例中的平面连杆机构31中包括至少两个杆状构件。通常，主动件是指连杆机构中作用有驱动力或力矩的构件，其余构件中可随主动件的转动而运动的构件为从动件。在本文中，平面连杆机构31中与传动机构33直接相连的即为主动件，而随主动件移动或转动的连杆即为从动件。

为了保证控制面板2的平稳性，平面连杆机构31受转动力的驱动水平升降上述控制面板2时，平面连杆机构31上从动件316上连接的控制面板2始终处于水平。

当然为了达到上述控制面板2始终水平放置，减少显示器1和控制面板2的震荡，及保证收放显示器1和控制面板2时，医疗检测设备的空间占用最小，则在本实施例的一个变形实施例中，平面连杆机构31上与控制面板2相连的位置在水平面上的垂直投影始终位于同一直线上。具体地，该平面连杆机构所在的平面垂直于输出轴321的径向截面，从而使平面连杆机构31的另一端与控制面板2相连的位置的垂直投影始终位于同一直线上。

具体地，还可以如图1(a)和图1(b)所示的实施例，在平面连杆机构31的从动件316上设置一水平台面34，用于固定控制面板2，且水平台面34始终处于水平设置。

在本实施例的一个变形实施例中，图3a所示的平面连杆机构中可以为平面四连杆机构。例如，图3a中具体描述了连杆机构31和传动机构33协作的结构示意图。参见图3a，本实施例中上述平面连杆机构31采用平面连杆机构中的平面四连杆机构，该平面四连杆机构包括：作为主动件313的支臂下连杆，作为从动件316的支臂上连杆312，和支臂顶座311。或者更进一步地还可以包括支臂底座314，通过支臂底座314将平面四连杆机构固定在主机4上。支臂底座314用以固定在主机4上，或者与主机4一体设计。

支臂上连杆312和支臂下连杆的一端为转动支点315分别与主机4或支臂底座314可转动连接，支臂上连杆312和支臂下连杆的另一端分别与支臂顶座311可转动连接，支臂顶座311设置上述一水平台面34用于固定控制面板2。本实施例中支臂下连杆作为主动件313连接传动机构33中力矩转换件332上设置的力矩输出部。可以理解地是，同样可以将支臂上连杆312作为主动件，而将支臂下连杆作为从动件，即在支臂上连杆和支臂下连杆中择一选择一个作为主动件，亦可实现上述相同的结构功能。

在本实施例的一个变形实施例中，为了能够保证控制面板能够相对平稳的升降，并且水平台面34在升降过程中较好的处于水平放置，则上述平面连杆机构31可以采用平行四连杆机构。例如，图2中的实施例中，支臂上连杆和支臂下连杆可平行设置，从而使上述平面四连杆机构构成平行四连杆机构，从而可以是的控制面板能够平稳的水平升降，并且保证收放控制面板占用的空间最小。或者，还可以更进一步地，支臂上连杆和支臂下连杆长度相同。

此外，力矩输出部的设置方式根据传动机构33的类型有不同的设置方式。例如，在图3a所示的实施例中，传动机构33采用蜗轮蜗杆传动机构，传动轴为蜗杆337，力矩转换件为蜗轮338。具体为，传动机构33包括：蜗轮338和蜗杆337，输出轴321与蜗杆337设置在同一条直线上。蜗杆337的一端连接输出轴321，蜗轮338上设置力矩输出部与平面连杆机构31中的主动件刚性连接。这里的力矩输出部可以是蜗轮的轴，或者扇形蜗轮的某个半径断面，例如，如图3a所示的实施例中利用扇形结构的蜗轮的半径断面333刚性连接主动件313，来通过蜗轮332的旋转推动主动件313绕转动支点转动315。此外，为了缩小装置的占用用空间，在本实施例的变形实施例中，蜗轮的转轴中心与主动件313的转轴中心重合。或者还可以更进一步地，蜗轮的转轴中心与主动件313的转轴中心均可转动连接在支臂底座314上。

在图3a所示的实施例中主动件313为支臂下连杆，所以图示中扇形结构的蜗轮的半径断面333刚性连接支臂下连杆。可以理解的是，还可以利用扇形蜗轮的径向断面刚性连接支臂上连杆312，来通过蜗轮的旋转推动支臂上连杆312绕转动支点315转动，从而带动支臂下连杆运动。同理，为了缩小装置的占用用空间，在本实施例的变形实施例中，蜗轮的转轴中心与支臂上连杆的转轴中心重合。或者还可以更进一步地，蜗轮的转轴中心与主动件313的转轴中心都可转动连接在支臂底座311上。

参见图3a，本实施例及变形实施例中基于蜗轮蜗杆传动机构，还提供了自动控制升降和手动升降两种方式。图3a中具有第一输出轴321a的电动驱动源32a，可以是驱动电机，传动机构33中作为传动轴331的蜗杆的一端连接第一输出轴321a，此外，该端还可以通过联轴器12连接电动驱动源32a的第一输出轴321a。

为了在自动控制升降的基础上，同时实现手动控制升降，图3a所示的实施例中，传动机构33中作为传动轴331的蜗杆的另一端连接手动驱动手柄32b的第二输出轴321b，使用者通过旋转手动升降手柄使蜗杆、第二输出轴321b同时绕轴心线旋转。为便于手动升降手柄32b可拆卸，则在蜗杆331的端面设置可拆卸连接的卡接位(未标识)，用于插入手动升降手柄32b的第二输出轴321b。一般出于安全考虑，非使用时可将手动升降手柄与蜗杆脱离。

可以理解，图3a中提供的实施例中是为了同时实现自动控制升降和手动控制升降，所以在蜗杆的两端分别连接了电动驱动源32a和手动驱动手柄32b。那么在本实施例的变形实施例中，可以考虑只实现自动控制升降，或者手动控制升降，因此，只要将蜗杆的其中一端设置相应的输出轴接入位、及连接某种动力源的输出轴，即可实现相应的驱动方式。例如，将蜗杆的其中一端设置供第二输出轴可拆卸连接的卡接位，用以连接手动升降手柄32b，则可实现手动升降。将蜗杆的其中一端通过联轴器连接第一输出轴，用以接入电动驱动源32a，则可实现自动升降。

此外，为了能够平衡从动件的承载力，在本实施例的一个变形实施例中，上述升降支撑臂装置3还包括：弹簧组件340，如图2中所示的实施例中，弹簧组件340的一端可转动连接于支臂底座314上用以与主机4连接，弹簧组件340的另一端可转动连接在支臂上连杆312上。可以理解的是，弹簧组件340的另一端还可以选择可转动连接于其他从动件上，例如支臂顶座等。或者当支臂下连杆为从动件时，弹簧组件340的另一端还可以选择可转动连接于支臂下连杆。这里的弹簧组件340可以包括压簧、拉簧、气弹簧、扭簧等中之一。

弹簧组件340的安装在连杆机构31上可用来平衡支臂顶座上的载重。因此，若上述平面连杆机构采用其他形式的话，同样可以设置弹簧组件340，用以实现平衡支臂顶座上的载重。

为了保证连杆机构的运动传递效果和利用弹簧组件平衡支臂顶座上的载重效果，在本实施例的一个变形实施例中，弹簧组件的另一端和上述传动机构的力矩输出部不同时与平面连杆机构中的同一个连杆相连。即，如图3a所示，若弹簧组件340的另一端可转动连接在支臂上连杆312上，则上述传动机构的力矩输出部则可转动连接在支臂下连杆313上，反之，若弹簧组件340的另一端可转动连接在支臂下连杆313上，则上述传动机构的力矩输出部则可转动连接在支臂上连杆312上。

此外，本实施例中的弹簧组件340可以如图10所示，包括弹簧341、弹簧导筒345、弹簧导杆342、弹簧转轴343、弹簧卡销344。具体连接方式可参见实施例一中的相关说明。弹簧导杆342外露于弹簧导筒345的端部的部分开设有通孔、以供弹簧卡销344插入后将弹簧导杆342可转动连接于主动件上。弹簧导筒345背离弹簧卡销344的一端开设有通孔、以供弹簧转轴343插入后将弹簧导筒345可转动连接于主机4上。这种方式结构紧凑、零件简单易加工，成本低廉。弹簧341可以为压簧、拉簧、气弹簧、和扭簧等的其中之一。

在图3a所示的实施例中，动力源通过联轴器与蜗杆联接，蜗杆与蜗轮啮合传动，以及四连杆机构，蜗轮与支臂下连杆刚性连接，蜗轮的转轴中心与支臂下连杆的转轴中心重合并且都固定在支臂底座上，弹簧组件安装在四连杆组件内部用来平衡支臂顶座上的载重。手动升降手柄可插接在蜗杆端部。电动升降实现过程：驱动电机把动力输出到蜗杆上，驱动电机的输出轴转动带动蜗杆同步转动(运动A)，同时带动蜗轮与支臂下连杆组成的刚性连接件绕支臂底座上的转轴做旋转运动(运动B)，从而实现支臂顶座依靠四连杆机构做上下平动(运动C)。

四连杆机构由支臂底座、支臂上连杆、支臂下连杆和支臂顶座组成，该四连杆一般可以构成平行四边形，目的是使支臂顶座能保持平动，其中支臂底座固定不动。当无电源或关机状态时，出于对包装、转运等需要，可以通过手动升降手柄快速调整升降支撑臂装置的高度。手动升降实现过程：将手动升降手柄在蜗杆端部插接好后，摇动手动升降手柄若干圈(约3圈，运动D)，即可带动蜗杆同步转动，然后支臂顶座会类似于电动升降过程一样实现上下平动。由于弹簧组件平衡了大部分载重，且此时电机无保持力矩，摇动手动升降手柄的扭力是相对比较轻的，比较好操作。

实例四，在上述实施例三的结构基础上，参见图3b，本实施例与上述实施例三的不同之处在于，传动机构33采用丝杠滑块传动机构。具体为，传动机构33包括：丝杠334、滑块335和支撑杆336，上述传动轴为丝杠334，上述力矩传动件为滑块335和支撑杆336。上述动力源的输出轴321与丝杠334设置在同一条直线上。丝杠334的端部连接输出轴，滑块335位于丝杠334上，支撑杆336的一端可转动连接于滑块335，支撑杆336的另一端作为力矩输出部、可转动连接于平面连杆机构中的主动件。滑块335可在丝杠334上任意移动。

为了减震以及动力传输，丝杠334的一端可以通过联轴器12与电动驱动源的第一输出轴连接。

实施例四中基于丝杠滑块传动机构，还提供了自动控制升降和手动升降两种方式。图3中具有第一输出轴321a的电动驱动源32a，可以是驱动电机，传动机构33的力矩输入端为丝杠的一端，该端通过联轴器12连接电动驱动源32a的输出轴321a。

为了在自动控制升降的基础上，同时实现手动控制升降，图3所示的实施例中在丝杠的另一端连接手动驱动手柄32b的第二输出轴321b，使用者通过旋转手动升降手柄使蜗杆、输出轴321b同时绕轴心线旋转。为便于手动升降手柄32b可拆卸，则在丝杠334的端面设置可拆卸连接的卡接位(未标识)，用于插入手动升降手柄32b的输出轴321b。一般出于安全考虑，非使用时可将手动升降手柄与蜗杆脱离。

可以理解，图2中提供的实施例中是为了同时实现自动控制升降和手动控制升降，所以在丝杠的两端分别连接了电动驱动源32a和手动驱动手柄32b。那么在实施例四的变形实施例中，可以考虑只实现自动控制升降，或者手动控制升降，因此，只要将丝杠334的其中一端设置相应的输出轴接入位、及连接某种动力源的输出轴，即可实现相应的驱动方式。例如，将丝杠的其中一端设置供第二输出轴可拆卸连接的卡接位，用以连接手动升降手柄32b，则可实现手动升降。将丝杠的其中一端通过联轴器连接第一输出轴，用以接入电动驱动源32a，则可实现自动升降。

本实施例中的有关连杆机构、动力源等其他结构组成和连接关系与实施例三相同，在此不再累述。

在图3b所示的实施例中，电动驱动源32a通过联轴器与蜗杆联接，丝杠滑块啮合传动，以及四连杆机构。手动升降手柄可插接在丝杠端部。电动升降实现过程：驱动电机把动力输出到丝杠上，驱动电机的输出轴转动带动丝杠同步转动(运动A)，同时带动滑块移动，并通过支撑杆推动支臂下连杆组成的刚性连接件绕支臂底座上的转轴做旋转运动(运动B)，从而实现支臂顶座依靠四连杆机构做上下平动(运动C)。手动升降实现过程：将手动升降手柄在蜗杆端部插接好后，摇动手动升降手柄若干圈(例如约3圈，运动D)，即可带动丝杠同步转动，然后支臂顶座会类似于电动升降过程一样实现上下平动。由于弹簧组件平衡了大部分载重，且此时电机无保持力矩，摇动手动升降手柄的扭力是相对比较轻的，比较好操作。

当然，可以理解地是，本发明提到的传动机构除了上述两种蜗轮蜗杆或者丝杠滑块的传动方式，还可以采用其相关变形或替换方案来实现，具体不再一一累述。

实例五，参见图4至图10所示的实施例，在实施例三的基础上提供了更加具体的结构设计方案。

本实施例中的连杆机构采用平行四连杆机构。具体地，平行四连杆机构包括：支臂上连杆312a、支臂下连杆313a、支臂底座314a和支臂顶座311a。支臂上连杆312a和支臂下连杆313a的一端分别通过支臂转轴318与支臂底座314a可转动连接，支臂上连杆312a和支臂下连杆313a的另一端分别通过支臂转轴318与支臂顶座311a可转动连接。通过支臂转轴实现可转动连接仅仅只是一种方式，还可以通过螺纹轴、卡接轴等方式，来实现支臂上连杆312a和支臂下连杆313a分别与支臂底座314a、支臂顶座311a的可转动连接。

支臂顶座311a具有一水平台面34a用于固定控制面板2，控制面板2与支臂顶座311a的固定方式可以有很多种，比如，控制面板2与支臂顶座311a刚性连接，控制面板2与支臂顶座311a通过转动副连接，控制面板2与支臂顶座311a上的水平台面34之间通过插接或卡接的方式实现可拆卸连接。

本实施例中，支臂底座314a通过升降底板350固定在主机4上。升降底板350用于固定驱动电机或提供升降支撑臂装置3的所有组件的支撑件。可以理解的是，升降底板350还可以与主机4一体设计，则支臂底座314a直接固定在主机4上的顶部，或者整体与主机4一体设计。

本实施例中支臂底座314a采用U型结构，该支臂底座314a的底边可通过紧固件或焊接的方式固定在主机4上，或者还可以是，U型结构的支臂底座314a与主机4一体设计。该U型结构的支臂底座314a包括第一垂直支撑壁319a和第二垂直支撑壁319b，第一垂直支撑壁319a和第二垂直支撑壁319b上分别开设有对应的通孔320，支臂转轴318依次穿过第一垂直支撑壁319a上设置的通孔320、支臂上连杆312a和支臂下连杆313a上开设的通孔329、第二垂直支撑壁319b上设置的通孔320后，将支臂上连杆312a和支臂下连杆313a通过支臂转轴318可转动连接于支臂底座314a上。可以理解的是，支臂底座314a还可以采用非本实施例中的U型结构件，例如，支臂底座314a包括两个平行设置的垂直壁件，此两个垂直壁件的细节结构与上述第一垂直支撑壁319a和第二垂直支撑壁319b的结构设计相同，不同之处在于，两个平行设置的垂直壁件的底端分别固定于升降底板350或主机4上。

同理，支臂顶座311a也可以设置两个垂直于上述水平台面34的垂直侧壁(图中未标出)，在该垂直侧壁开设通孔328，支臂转轴318穿过垂直侧壁的通孔328、支臂上连杆312a和支臂下连杆313a上开设的通孔329后，将支臂上连杆312a和支臂下连杆313a通过支臂转轴318可转动连接于支臂顶座311a上。上述通孔329通常开设在支臂上连杆312a和支臂下连杆313a的端部。

为了能够在缩小升降支撑臂装置3收放后的占用空间，则在实施例四的变形实施例中，支臂上连杆312a和支臂下连杆313a可以平行设置，支臂上连杆312a、支臂下连杆313a、支臂底座314a和支臂顶座311a构成平行四边形连杆机构。在支臂顶座311a和支臂底座314a上开设的用于分别可转动连接支臂上连杆312a和支臂下连杆313a的通孔在水平面上的投影位置不重合，即在同一垂直支撑壁上开设的用于分别可转动连接支臂上连杆312a和支臂下连杆313a的两个通孔320在水平面上的投影位置不重合，在同一垂直侧壁上开设的用于分别可转动连接支臂上连杆312a和支臂下连杆313a的两个通孔328在水平面上的投影位置不重合。此外，在支臂底座314a上开设的用于分别可转动连接支臂上连杆312a和支臂下连杆313a的通孔距离支撑面(如在主机4上的固定面)垂直距离(或垂直高度)不相同。在支臂顶座311a上开设的用于分别可转动连接支臂上连杆312a和支臂下连杆313a的通孔距离上述水平台面34的垂直距离不相同。

电动驱动源32a可以通过电机固定座322固定在升降底板350上，再通过升降底板350固定在主机4上。可以理解的是，升降底板350还可以与主机4一体设计，驱动电机32a可以直接通过电机固定座322固定在主机4上的顶部。

本实施例中的传动机构33采用蜗轮蜗杆传动。蜗杆331a的端部可转动连接在轴支撑座336上，轴支撑座336通过升降底板350固定在主机4上。可以理解的是，轴支撑座336可以直接固定在主机4上。在一变形实施例中，轴支撑座336可以为垂直板件，该垂直板件垂直于升降底板350或主机4的顶部设置，垂直板件上可以开设用于容置蜗杆331a端部的凹槽，或者开设用于穿过蜗杆331a端部的通孔。如图6所示，无论是凹槽设置或者通孔设置，在轴支撑座336与蜗杆331a端部相连的部位设置台阶部，用于对蜗杆331a的转动进行限位，避免在转动的过程脱离或滑脱初始位置，从而避免引起控制面板在升降过程中发生的阻塞和颠簸。

通常轴支撑座336采用两个，用于固定蜗杆331a的两端。图6所示的实施例中，其中一个轴支撑座336与U型结构的支臂底座314a一体设置，具体为，支臂底座314a具有一背板317，背板317垂直于支臂底座314a的第一垂直支撑壁319a和第二垂直支撑壁319b，背板317上开设通孔，用于支撑蜗杆331a的端部。可以理解的是，背板317上可以开设凹槽来支撑蜗杆331a的端部，从而利用一个独立的轴支撑座336和支臂底座314a的背板317将蜗杆331a水平架起。

设置背板317还可以将升降支撑臂装置3封闭在一个封闭空间或半封闭空间中，保护传动机构。可以理解的是，两个轴支撑座336也可以采用独立式设计，即在主机4的顶部或者升降底板350上分别固定两个轴支撑座336，用于支撑蜗杆331a的端部，使蜗杆331a水平架起。

此外，图6和图7所示的实施例中，联轴器12a位于轴支撑座336与电机固定座322之间，用于分别连接输出轴321和蜗杆331a的一端。蜗杆331a的另一端穿过背板317上开设的通孔而形成外露部分，该外露部分上设置用于连接手动驱动手柄32b的连接装置(例如，插孔)316，为一种可拆卸接入手动驱动手柄的第二输出轴的方式。可以理解的是，如果两个轴支撑座336采用独立式设计，则蜗杆331a的另一端穿过轴支撑座336上开设的通孔或凹槽后而形成可设置插孔316的外露部分。

可以理解的是，上述仅提供了几种变形实施方案用来支撑作为传动轴的蜗杆331a，当然还可以采用其他实施方式，只要是能将传动轴水平架起即可。

输出轴(如第一输出轴321a)与蜗杆331a设置在同一条直线上。蜗轮332a与蜗杆331a齿啮合。图6和图7所示的实施例中，蜗轮332a采用扇形结构的蜗轮，扇形结构的蜗轮332a的转轴中心与支臂下连杆313a的转轴中心重合。扇形结构的蜗轮332a的转轴中心开孔339后利用支臂转轴318与支臂下连杆312a一起可转动连接在支臂底座314a上。同理，扇形蜗轮的转轴中心与支臂上连杆的转轴中心重合，扇形蜗轮的转轴中心开孔后利用支臂转轴与支臂上连杆一起可转动连接在支臂底座上。

为了实现蜗轮332a的力矩输出，图6和图7所示的实施例中，利用扇形蜗轮332a的径向断面338刚性连接支臂下连杆313a，来通过蜗轮332a的旋转推动支臂下连杆313a实现图2中的运动B。具体的，如图9所示，支臂下连杆313a包括第一条状板353a、第二条状板353b和中间板353c，第一条状板353a和第二条状板353b平行设置，中间板353c位于第一条状板353a和第二条状板353b之间形成容置槽腔381b，上述用于连接支臂底座和支臂顶座的通孔329分别设置在第一条状板353a和第二条状板353b的两端。中间板353c背离上述容置槽腔381b的下底面刚性连接上述力矩输出部，即图9中所述的扇形结构蜗轮332a的径向断面338。

此外，在采用蜗轮蜗杆的传动机构时，本实施例中，中间板353c背离上述容置槽腔381b的下底面抵靠蜗轮332a的径向断面338。为了避免传动过程中的晃动，在变形实施例中，还可以采用紧固件354将中间板353c固定连接在蜗轮332a的径向断面338上。在这些连接的过程中，为了方便支臂转轴能顺利将蜗轮332a、支臂底座、第一条状板353a和第二条状板353b固定在一起，第一条状板353a和第二条状板353b上的通孔329与蜗轮332a的转轴中心的孔339位于同一轴线上。

可以理解地是，图6和图7所示的实施例给出了蜗轮332a与支臂下连杆313a刚性连接的方式，当然还可以采用蜗轮332a与支臂上连杆312a的刚性连接方式，该连接方式同上述扇形蜗轮332a的断面338刚性连接支臂下连杆313a的方式，在此不再累述。

此外，在变形实施例中，支臂上连杆312a的结构可以与上述支臂下连杆313a的结构相同，

在支臂上连杆312a上形成容置槽腔381a，两者扣合后形成收容腔，用于容置弹簧组件340。在此不再累述支臂上连杆312a的具体结构。

可以理解的是，上述提供的实施方式中还可以采用其他变形实施例来形成容置槽腔381a和381b。例如，在支臂下连杆和支臂上连杆上均设置有沿长度方向的容置槽腔381a和381b，支臂下连杆和支臂上连杆平行抵靠后两者的容置槽腔形成用以容置弹簧组件的收容腔，弹簧组件340的一端可转动连接于固定座上，弹簧组件340的另一端可转动连接在从动件上。容置槽腔381a和381b可以直接是开槽实现，也可以采用图9所示实施例的方式。比如，在其中一个变形实施例中，参见图5至图7所示的实例中，通过在支臂上连杆312a开槽形成第一槽腔部381a，用于容置弹簧组件的部分。此外，支臂下连杆313a采用图9所示的第一条状板353a和第二条状板353b平行设置、中间板353c位于第一条状板353a和第二条状板353b之间形成容置槽腔381b的方式，在四连杆机构收缩后容置槽腔381a和381b扣合形成收容腔，用于完整收容弹簧组件。

本实施例的变形实施例中，还通过增加弹簧组件340来平衡支臂顶座上的载重。具体地，参见图5至图7和图10所示，弹簧组件340可以包括弹簧341、弹簧导筒345、弹簧导杆342、弹簧转轴343、弹簧卡销344。图10中，弹簧导筒345为内部中空的筒状结构，弹簧导筒345的外表面套装弹簧341，弹簧导杆342插入弹簧导筒345内，弹簧导杆342外露于弹簧导筒345的端部的部分开设有通孔、以供弹簧卡销344插入后将弹簧导杆342可转动连接于支臂上连杆312a上。弹簧导筒345背离弹簧卡销344的一端开设有通孔、以供弹簧转轴343插入后将弹簧导筒345可转动连接于支臂底座314a上。可以理解，图5至图7和图10所示的实施例中仅给出了弹簧组件340与支臂上连杆312a的连接方式，当然，弹簧组件340还可以与其他从动件可转动连接，例如当支臂下连杆为从动件时，弹簧组件340还可以与支臂下连杆可转动连接，该连接方式同图5至图7和图10所示结构中弹簧组件340与支臂上连杆312a的连接方式，在此不再累述。并且图中弹簧导筒345可转动连接于支臂底座314a上，可以理解的时，弹簧导筒345背离弹簧卡销344的一端作为转动支点，还可以固定在固定座上，或者通过支臂底座314a固定在固定座上，等等实现方式，在此不一一列举。

弹簧导杆和弹簧导筒起到导向和固定弹簧的作用，防止弹簧因压缩而失稳。弹簧341可以包括压簧、拉簧、气弹簧、扭簧等中之一。若采用压簧，压簧用来平衡支撑控制面板以上部件的重力，减轻升降时操作力，即在任意位置控制面板以上部件的重力及支撑臂的等效重力形成的转矩和阻尼器中的压簧受压产生的张力形成的转矩近似相等，也就是说该机构在任意位置顺时针转矩和逆时针转矩近似相等。另外，通过改变弹簧在四连杆机构内的安装位置，可将金属压簧更改成金属拉簧，通过金属拉簧的产生力矩平衡控制面板重力形成的力矩也能达到同样的效果。

在本发明的其中一个变形实施例中，参见图5至图7所示的实例中，弹簧组件340与支臂上连杆312a的连接位置位于支臂上连杆312a的中部，同理，若弹簧组件与支臂下连杆可转动连接，则弹簧组件340与支臂下连杆的连接位置位于支臂下连杆的中部。这样可以通过调整安装位置，可自由选择不同的金属弹簧类型，从而实现相同的平衡支臂顶座上的载重的效果。

在其中一个变形实施例中，参见图5至图7所示的实例中，为了便于弹簧组件340与支臂底座314a的连接，则针对U型结构的支臂底座314a具有的背板317，可以在背板317上面向弹簧组件的内壁侧延伸出固定部，用于固定弹簧组件340的一端。比如，在背板317上面向弹簧组件的内壁侧延伸出固定部，用于可转动连接弹簧导筒345背离弹簧卡销344的一端。

本实施例中，升降支撑臂装置3通过驱动电机、传动机构(如蜗轮蜗杆或丝杠滑块)和一组四连杆(例如平行四连杆，也可以是对边连杆长度接近的非平行四连杆)、以及弹簧组件、支撑臂转轴、弹簧转轴、弹簧卡销等组成的结构，实现了一种带自锁和自平衡的升降支撑臂结构，尤其是倾斜式升降支撑臂。该升降支撑臂结构可以通过电机提供动力驱动，蜗轮蜗杆或丝杠滑块实现传动，四连杆实现倾斜升降，弹簧安装在四连杆内部，用来平衡大部分承截的重力。

由于蜗轮蜗杆和丝杠滑块具用自锁特性，使得支臂顶座能停留在行程内的任意位置；而不需增加锁定结构(如离合器或机械锁)，使结构更简化，更简单紧凑，成本也相应降低。并且整个电动升降机构的模块化更好，与主机解耦(不占用主机空间)，提高了平台化和可复用性。

四连杆内部的弹簧组件能平衡大部分承载重力，使电机和蜗轮蜗杆的承载力大大减小，降低了对电机负载能力的要求，提高了蜗轮蜗杆的可靠性和使用寿命。

由于是可以采用电动控制升降，操作时只需按下升、降按钮，升降操作更轻松简便，让医生能将更多的精力集中在诊疗和与患者的沟通上，同时也为了带来更好的操作体验和设备的高档感。同时，该机构不存在力值衰减的风险，即使长时间使用也很难失效，很好地解决了以往技术中气弹簧在使用一段时间后出现漏气及力值衰减的问题。

上述实施例五中虽然是以蜗轮蜗杆传动机构为例进行了说明，但是可以理解地是，将蜗轮蜗杆传动机构替换为实施例四中的丝杠滑块和支撑杆的传动机构，亦可实现上述实施例中的各种技术效果，比如，将图4至图10中的蜗杆替换为丝杠、将蜗轮替换为滑块和支撑杆，并将支撑杆的一端作为力矩输出部，其他结构均可参见上述实施例四和实施例二的各个组件的具体结构描述。因此不再累述相关结构应用到丝杠滑块和支撑杆的传动机构的实施例，具体可参见上述各个实施例的相关结构。上述各个实施例中动力源32还可以设置在主机4内。

无论是蜗杆或丝杠作为传动轴，则在上述实施例五中，通过在支臂底座的背板上开设通孔用于支撑传动轴的一端端部，还可以通过独立的上述轴支撑座336，来开设用以容置传动轴的另一端端部的凹槽或通孔。或者通过两个独立的上述轴支撑座336来支撑传动轴的两端，从而水平架起传动轴。在此不再具体描述其相关结构，可参见上述各个实施例的详细说明。

上述各个实施例中均以升降支撑臂装置连接在主机4和控制面板2之间为例，当然本发明各个实施例中提供的升降支撑臂装置还可以连接在控制面板2与显示器1之间，用于实现对显示器1的升降。升降支撑臂装置的具体结构的变形可参见前文中的相关说明，将上述各个实施例中连接关系中的“主机4”替换为“控制面板2”，“控制面板2”替换为“显示器1”，即为连接在控制面板2与显示器1之间的升降支撑臂装置3的连接结构及连接关系，在此不再累述。

以上实施例仅表达了几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。